У термодинаміці спонтанний процес — це процес, який відбувається без будь-якого зовнішнього введення в систему. Більш технічне визначення – це еволюція системи в часі, коли вона вивільняє вільну енергію та переходить до нижчого, термодинамічно стабільнішого енергетичного стану (ближче до термодинамічної рівноваги).
Спонтанні реакції вивільняють вільну енергію, коли вони протікають. Нагадаємо, що визначальними факторами спонтанності реакції є зміни ентальпії та ентропії, які відбуваються в системі. Зміна вільної енергії реакції — це математична комбінація зміни ентальпії та зміни ентропії.
Вільна енергія Гіббса (G) є функцією стану, визначеною лише щодо системних величин і може використовуватися для прогнозування спонтанності процесу. Від’ємне значення ΔG свідчить про спонтанний процес; позитивне ΔG свідчить про неспонтанний процес; і ΔG, що дорівнює нулю, вказує на те, що система знаходиться в рівновазі.
Спонтанний процес — процес, що відбувається природним шляхом за певних умов. Неспонтанний процес, з іншого боку, не відбудеться, якщо він не буде «керований» постійним надходженням енергії із зовнішнього джерела.
Визначення спонтанності: найкращим показником спонтанності реакції є зміна ентропії (S або DS). Другий закон термодинаміки стверджує, що для того, щоб реакція була спонтанною, має бути збільшення ентропії.
У підсумку можна зробити висновок, що будь-який процес є спонтанним якщо зміна енергії Гіббса системи менше нуля, або що процес не є спонтанним, якщо зміна енергії Гіббса системи більше нуля.